HJ 1233-2021 入河（海）排污口排查整治无人机遥感航测技术规范.pdf

中华人民共和国国家生态环境标准 HJ 12332021 入河（海）排污口排查整治 无人机遥感航测技术规范 Technical specification for UAV aerial survey for inspection and treatment of sewage outfalls into environmental water bodies 本电子版为正式标准文本，由生态环境部环境标准研究所审校排版。2021-12-24 发布 2022-01-01 实施 生 态 环 境 部 发 布 HJ 12332021 i 目 次 前 言.ii 1 适用范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语和定义.1 4 工作流程.2 5 飞行准备.3 6 飞行实施.5 7 数据处理.6 8 质量控制要求.8 9 成果提交要求.8 附录 A（规范性附录）飞行记录表.11 附录 B（规范性附录）可见光/热红外/可见光倾斜摄影飞行区域信息统计表.12 HJ 12332021 ii 前 言 为贯彻中华人民共和国环境保护法 中华人民共和国水污染防治法 中华人民共和国海洋环境保护法，保护生态环境，促进水环境质量改善，指导和规范各地开展入河（海）排污口排查工作，制定本标准。本标准规定了入河（海）排污口排查整治无人机航测的工作流程、飞行准备、飞行实施、数据处理、质量控制、成果提交等相关要求。本标准为首次发布。本标准的附录 A 和附录 B 为规范性附录。本标准由生态环境部生态环境执法局、法规与标准司组织制订。本标准主要起草单位：生态环境部卫星环境应用中心、生态环境部华南环境科学研究所、清华大学。本标准生态环境部 2021 年 12 月 24 日批准。本标准自 2022 年 1 月 1 日起实施。本标准由生态环境部解释。HJ 12332021 1 入河（海）排污口排查整治 无人机遥感航测技术规范 1 适用范围 本标准规定了入河（海）排污口排查整治无人机航测的工作流程、飞行准备、飞行实施、数据处理、质量控制和成果提交等相关要求。本标准适用于利用无人机航摄系统开展入河（海）排污口的第一级排查工作。2 规范性引用文件 本标准引用了下列文件或其中的条款。凡是注明日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本标准。凡是未注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本标准。GB/T 24356 测绘成果质量检查与验收 GB/T 396102020 倾斜数字航空摄影技术规程 GB/T 396122020 低空数字航摄与数据处理规范 CH/T 9008.3 基础地理信息数字成果 1:500、1:1000、1:2000 数字正射影像图 CH/Z 3003 低空数字航空摄影测量内业规范 HJ 1232 入河（海）排污口三级排查技术指南 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。3.1 入河（海）排污口 sewage outfalls into environmental water bodies 直接或者通过管道、沟、渠等排污通道向环境水体排放污水的口门。3.2 无人机 unmanned aerial vehicle（UAV）由遥控设备或自备程序控制装置操纵，机上无人机驾驶的航空器。3.3 无人机航摄系统 unmanned air vehicle aerial photography system 以无人机为飞行平台、以影像传感器为任务设备的航空遥感影像获取系统。3.4 定位定向系统 position and orientation system（POS）利用全球卫星导航系统和惯性测量装置直接确定传感器空间位置和姿态的集成系统。3.5 数字正射影像图 digital orthophoto map 利用数字高程模型，对航空像片或卫星遥感影像进行数字微分纠正和镶嵌，按一定图幅范围裁剪生成的影像数据。它是同时具有地图几何精度和影像特征的图像。HJ 12332021 2 3.6 倾斜数字航摄仪 oblique digital aerial camera 由一个垂直相机和多个倾斜相机组成，对地面进行多个视角摄影的数字航摄设备与器械。3.7 第一级排查 Level 1 inspection 基于遥感影像解译识别疑似入河（海）排污口和可疑区域的工作。4 工作流程 4.1 利用无人机航摄系统获取入河（海）排污口排查范围内的可见光影像数据和沿河工业聚集区、人口聚集区等重点区域的热红外影像和可见光倾斜摄影数据，对影像数据进行处理并生成数字图像成果。4.2 入河（海）排污口排查整治无人机遥感航测工作可包括飞行准备、飞行实施、数据处理、质量检查及成果提交，具体如图 1 所示。飞行准备飞行实施数据处理质量控制成果提交资料收集飞行作业实地踏勘方案制定范围划定空域申请设备选型航摄计划设备检验及校正数据检查飞行记录像片控制测量空中三角测量影像预处理定向建模数字高程模型制作数字正射影像图制作产品要求 图 1 入河（海）排污口排查整治无人机遥感航测工作流程 HJ 12332021 3 5 飞行准备 5.1 资料收集 无人机航摄作业前，应收集下列资料：a）卫星影像资料、地形图、交通图、行政区划图、水系图、河流断面位置信息等；b）入河（海）排污口设置规划图、城市排水系统图、农田排水系统图、工业聚集区、水功能区划图等；c）排查范围内的机场、重要设施等情况；d）排查范围气候条件等。5.2 方案制定 制定入河（海）排污口排查无人机航测方案，主要包括飞行范围划定、设备选型、航摄计划、数据处理以及成果提交等。5.3 范围划定 5.3.1 可见光数字正射影像范围 可见光数字正射影像范围要求如下：a）以河流两侧现状岸线（湖泊现状岸线、现状海岸带低潮线）为基准向水、陆两侧适当延伸，其中向水一侧延伸至覆盖码头、趸船等所有人工设施，向陆一侧至少延伸至覆盖河（湖）大堤或高水位（高潮位）岸线；b）河（湖）心洲、沿河（湖）岸线滩涂湿地可全部覆盖；近海岸岛屿以现状海岸线为基准向水、陆两侧适当延伸；c）有监测断面的入海河流，监测断面以下入海河流岸线应纳入飞行范围；d）沿河（海、湖）工业聚集区可以河（海、湖）岸线为基准向陆一侧延伸至覆盖整个工业聚集区；e）飞行范围可根据产业布局、排污特征等实际情况调整；f）对于特殊地形或航空管制等原因无法开展飞行作业的区域，可采用近 1 年空间分辨率优于 1 m的卫星影像替代。5.3.2 热红外影像范围 热红外影像范围要求如下：a）工业园区、工业聚集区等重点区域水系岸线；b）人口聚集区、城市排水系统规划重点区域；c）其他要求按 HJ 1232 规定执行。5.3.3 可见光倾斜摄影范围 可见光倾斜摄影范围要求如下：a）峡谷、悬崖以及容易被林木、构筑物等遮挡的水系岸线区域；b）河流、湖泊、海岸线的垂直堤坝区域；c）其他要求按 HJ 1232 规定执行。HJ 12332021 4 5.4 空域申请 无人机飞行前应向空域管理部门申请飞行空域，经批准后方可开展飞行作业。5.5 设备选型 5.5.1 无人机系统 无人机系统应由飞行平台和任务载荷组成。飞行平台应包括机体、动力系统、电气系统以及其他保证飞行平台正常工作的设备和部件；任务载荷应包括可见光相机、热红外相机、可见光倾斜数字航摄仪及配套的 POS 系统。5.5.2 飞行平台 飞行平台的主要性能指标应满足以下要求：a）任务载重不小于 2 kg；b）实用升限高于海拔 3000 m；c）抗风能力大于 4 级；d）在-10 55 温度环境中能正常工作。5.5.3 任务载荷 5.5.3.1 可见光相机 可见光相机主要性能指标要求如下：a）相机镜头应为定焦镜头，且对焦无限远；b）有效成像尺寸应不低于 36 mm24 mm；c）成像探测器面阵应不小于 2000 万像素；d）最高快门速度应不低于 1/800 s；e）真彩色影像每通道的灰度记录范围不低于 8 bit；f）镜头与相机机身，以及相机与成像探测器稳固连接。5.5.3.2 热红外相机 热红外相机主要性能指标要求如下：a）热红外传感器像素数不低于 640480 px；b）温度测量范围不小于-10 100；c）温度灵敏度（温度分辨率）不大于 0.2；d）测温精度应在-2 2 范围之内；e）镜头与相机机身，以及相机与成像探测器稳固连接。5.5.3.3 可见光倾斜数字航摄仪 可见光倾斜数字航摄仪主要性能指标应满足 GB/T 396102020 中 5.1 的要求。5.5.3.4 POS 系统主要性能指标要求 POS 系统与可见光相机、热红外相机以及可见光倾斜数字航摄仪配合使用，为影像数据提供精确的位置信息，其主要性能指标应满足以下要求：HJ 12332021 5 a）能输出位置和姿态测量参数；b）俯仰角、侧滚角测量精度优于 0.5，偏航角测量精度优于 1。5.6 航摄计划 5.6.1 一般要求 飞行实施前，应在明确任务范围、飞行平台、任务载荷、目标精度的基础上，制定详细的实施计划。航摄计划应包含航摄分区、航线敷设等内容。5.6.2 航摄分区 航摄分区的制定应遵循以下原则：a）河流、海岸线等按飞行架次分区，工业区、岛屿等分区界限应与图廓线相一致；b）航摄分区的其他要求按照 GB/T 396122020 中 5.3.3.3 的要求执行。5.6.3 航线敷设 航线敷设的制定应遵循以下原则：a）航线沿河流、海岸线等方向敷设；b）工业聚集区等大范围区域沿东西向平行于图廓线直线飞行，特殊情况下亦可沿南北向飞行；c）可见光影像：航向重叠度一般为 65%75%，旁向重叠度一般为 30%45%；d）热红外影像：航向重叠度及旁向重叠度在可见光影像要求的基础上增加 5%10%；e）可见光倾斜数字航摄仪影像：航向重叠度及旁向重叠度按照 GB/T 396102020 中 6.2.7 的要求执行；f）在陡峭山区、高大建筑物密集的城镇地区、海岛、河流等摄区航摄时，重叠度设计宜适当加大；g）航向覆盖超出作业边界线不少于两条基线；h）旁向覆盖超出作业边界线不少于相幅的 50%；5.7 设备检验及校正 飞行实施之前应对所有设备进行检验和校正，满足下列要求后方可使用：a）所有设备外观、结构完整；b）相机与 POS 系统稳定、牢固固定于飞行平台上；c）所有连接线正常、稳固连接；d）相机镜头无遮挡并擦拭干净；e）油箱（电池）容量满足至少一个飞行架次；f）所有设备通电测试后工作正常；g）可见光相机在使用前进行过检校，检校要求按照 GB/T 396122020 中 5.2.2.2 的要求执行；h）热红外相机在使用前进行过标定。6 飞行实施 6.1 实地踏勘 飞行作业前应对测区进行实地踏勘，了解测区内的基本情况，如地形地貌、地表植被以及周边的机场、重要设施、道路交通、工业布局、人口密度等信息，并选择合适的起降点。HJ 12332021 6 6.2 飞行作业 飞行作业应满足以下条件方可开展：a）每次飞行作业前，应仔细检查设备的状态是否正常；b）飞行作业应避免大雾、霾等能见度低和大风气象条件，以及各种覆盖物（如积雪、洪水、扬尘等）的不利影响；c）可见光正射和可见光倾斜影像不同地形太阳高度角要求，平地20，丘陵25，山地40；热红外影像获取时间为排污口排放废水与环境温度相差较大的时间段内；d）飞行作业应选择在低潮位时期和枯水期等窗口时间开展作业；e）航迹控制精度的偏航距20 m，航高差20 m，直线段航迹弯曲度应小于5；f）按 6.4 的要求做好飞行记录。6.3 数据检查 每个架次的飞行结束后，应立即检查影像及 POS 数据的数量和质量，对于不符合要求的数据，应及时补飞。检查的内容包括：a）可见光影像的飞行质量应满足 GB/T 396122020 中 5.5.1 的要求；b）可见光倾斜影像的飞行质量应满足 GB/T 396102020 中 7.1 的要求；c）影像数量和预估的数量基本一致；d）影像数据和 POS 数据一一对应；e）影像目视清晰、纹理结构正常、反差适中、色调柔和，能够辨认出与影像分辨率相适应的细小地物；f）影像上不应有大面积的云、云影、烟、大面积反光、污